(57)【要約】【課題】本発明は、熟成用砂タンクに鋳物砂が付着し、容量が減少することにより、熟成時間が短縮されることによる熟成砂品質不安定及び劣化から鋳造不良が発生することを防止できる鋳物砂再生装置を提供することにある。【解決手段】鋳ばらし後に回収した鋳物砂に水を加えて冷却する冷却手段２と、同冷却手段２から搬送されてくる鋳物砂を貯留室Ｒ内に受け入れ排出口７より排出する間に熟成する熟成用砂タンク４（砂熟成用手段）とを有した鋳物砂再生装置Ｍにおいて、熟成用砂タンク４は排出口７を縦向きに通過する回転中心線Ｌｏ回りに回転可能にタンク用枠台１６（基枠側）に枢支され、貯留室Ｒの内壁に付着する砂を排除するため熟成用砂タンク４を回転中心線Ｌｏ回りに回転する回転駆動手段２３を具備したことを特徴とする。【選択図】              図１
2005046863.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳ばらし後に回収した鋳物砂に水を加えて冷却する冷却手段と、同冷却手段から搬送されてくる鋳物砂を貯留室内に受け入れ、排出口より排出する間に熟成する砂熟成用手段とを有した鋳物砂再生装置において、
前記砂熟成用手段は前記排出口を縦向きに通過する中心線回りに回転可能に基枠側に枢支され、
前記貯留室の内壁に付着する砂を排除するため前記砂熟成用手段を前記中心線回り回転する回転駆動手段を具備したことを特徴とする鋳物砂再生装置。
【請求項２】
請求項１記載の鋳物砂再生装置において、
前記回転駆動手段は前記基枠側に支持されたモータと、前記砂熟成用手段に一体結合され前記中心線を中心に回転する入力側回転体と、同入力側回転体に前記モータの回転を伝達するチェーンと、を有することを特徴とする鋳物砂再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋳型の素材として既に使用された鋳物砂を再生するための鋳物砂再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋳造ラインにおいて鋳込み〜鋳ばらし工程後に回収する返り砂は鋳物砂として再使用される。通常、鋳型の素材として使用された返り砂は鋳ばらし装置において製品と鋳物砂とに分離される。分離された鋳物砂は砂冷却装置に導かれ、ここでスプレー水を噴霧されて冷却される。
【０００３】
砂冷却装置で冷却された鋳物砂は熟成用砂タンク（サンドサイロー）に供給されてその貯留室にストックされる。この熟成用砂タンク（サンドサイロー）は、例えば、内容砂総量約６０ｔ程度の据付設置型であり、基枠体を介して工場内に固定設置される。このような熟成用砂タンクの貯留室に通常３時間程度の間留められている鋳物砂はそこで自然冷却されると共に再使用されるべく熟成され、熟成された鋳物砂は貯留室の下端の排出口より排出される。
なお、このような鋳物砂再生装置の一例が特開平５−１５９４０号公報（特許文献１）に開示される。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−１５９４０号公報（段落「０００３」、図３）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、熟成用砂タンクに投入された鋳物砂は鋳ばらし直後に通常水シャワーによって冷却されることより、湿り気を必要以上に帯びた状態のままでで熟成用砂タンク内に蓄積されることが多々ある。
このため、熟成用砂タンクの内壁に過水分含有の熟成中の鋳物砂が付着し易くなる。このような状態が継続すると、その付着砂量が次第に増え、熟成用砂タンクの貯留室の容量を減少させることになり、この場合、熟成用砂タンクの貯留室の容量（設計値）が低減し、熟成時間が短縮されることになり、熟成時間不足による熟成砂品質不安定及び劣化から鋳造不良が発生し易くなる。
【０００６】
更に、過水分含有の鋳物砂付着の問題に加え、貯留室内に適正水分含有の鋳物砂を蓄積している状態においても貯留室下部にある排出口近傍は絞り形状を成すことより排出口での砂詰まりが発生し易い。このように設定時間内に貯留室より鋳物砂が排出されない状態が続くと、排出砂量がばらつき、熟成砂の品質が安定しないこととなる。
【０００７】
現在、砂詰まりを防止する上で採られている対策としては、熟成用砂タンクに振動を与えるべく、タンク外壁にバイブレータを数基対向配設することが成されているが十分な効果が得られていない。しかも、バイブレータを駆動すると騒音に関する二次対策も必要とされ、新たなコスト増を招くこととなり、改善が望まれている。
本発明は、以上のような課題に基づき、熟成用砂タンクの容量の減少により、熟成時間が短縮され、熟成砂品質不安定及び劣化から鋳造不良が発生することを確実に防止できる鋳物砂再生装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、請求項１の発明は、鋳ばらし後に回収した鋳物砂に水を加えて冷却する冷却手段と、同冷却手段から搬送されてくる鋳物砂を貯留室内に受け入れ、排出口より排出する間に熟成する砂熟成用手段とを有した鋳物砂再生装置において、前記砂熟成用手段は前記排出口を縦向きに通過する中心線回りに回転可能に基枠側に枢支され、前記貯留室の内壁に付着する砂を排除するため前記砂熟成用手段を前記中心線回り回転する回転駆動手段を具備したことを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１記載の鋳物砂再生装置において、前記回転駆動手段は前記基枠側に支持されたモータと、前記砂熟成用手段に一体結合され前記中心線を中心に回転する入力側回転体と、同入力側回転体に前記モータの回転を伝達するチェーンと、を有することを特徴とする。
好ましくは前記入力側回転体は前記砂熟成用手段の外周壁を囲むように一体結合されたスプロケットであり、同スプロケットとモータ回転軸と一体の駆動用スプロケットとにチェーンが直接に巻き掛けられるとしても良い。この場合、比較的外径の大きな砂熟成用手段に用いる回転駆動手段を簡素化でき、低コスト化を図れる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態として、鋳物砂再生装置を説明する。
図１に示すように、鋳物砂再生装置Ｍは鋳ばらし装置の返り砂を冷却する水冷却装置２と、水冷却装置２からの返り砂が搬送装置３を介して供給される砂熟成用手段としての熟成用砂タンク４（サンドサイロー）と、熟成用砂タンク４で熟成された鋳物砂を鋳型形成工程５に搬送する鋳物砂搬送手段６とを備える。
【００１１】
鋳ばらし装置１は製品と鋳物砂とを分離し、返り砂を排出口７より排出水冷却装置２側に搬送する。
【００１２】
水冷却装置２は鋳ばらし装置１の排出口７より排出された返り砂を水平方向に搬送する下部コンベア９と、下部コンベア９の上方に配備される散水手段１０と、下部コンベア９の下方に配備された排水手段１１とを備える。
散水手段１０は下部コンベア９に沿って複数配設されるスプレーノズル１２と、これらに水源１３からの水を導く給水管１４とを備える。ここでの下部コンベア９上の返り砂は複数のスプレーノズル１２による散水を受け、高温の返り砂は約１００℃前後にまで冷却されると共に粉体状部材を流下排除され、バケットエレベータ８の下側受取り部Ｓ１に搬送される。
【００１３】
バケットエレベータ８は、熟成用砂タンク４を上回る位置にまで返り砂を上昇移動させるもので、基枠台としてのエレベータ用枠台１５によって支持されている。なお、エレベータ用枠台１５と後述のタンク用枠台１６とはこれらを連結する梁部材１６１を介して上部コンベア１７を配設支持する。上部コンベア１７はバケットエレベータ８の上側受け渡し部Ｓ２で放出される返り砂をエレベータ側ガイド１８を介して受取り、これを熟成用砂タンク４の上開口１９に搬送して投入する。
【００１４】
熟成用砂タンク４（サンドサイロー）は縦筒状の本体２１と、本体２１を支持する基枠台としてのタンク用枠台１６と、タンク用枠台１６上の本体２１を垂線である回転中心線Ｌｏ回りに回転自在に支持する軸受け装置２２と、本体２１を回転中心線Ｌｏ回りに回転させる回転駆動手段２３と、本体２１内部の貯留室２４より適時に下端の排出口７より鋳物砂を排出させる排出手段２５と、排出手段２５からの鋳物砂を鋳型製造部５に搬送する鋳物砂搬送手段６とを備える。
【００１５】
本体２１は縦向きで、上端に上開口１９を形成する円筒部２１１と、その円筒部２１１の下部より延出するじょうご状の底部２１２と、底部２１２の下端の排出口７と、円筒部２１１の下部の外壁面ｆよりフランジ状に延出する環状レール２６と、円筒部２１１の外周壁に一体結合される上下のリング状チェーン２７とを備える。
【００１６】
上開口１９の上方側対向空間には上部コンベア１７からの返り砂を上開口１９内に導く開口側ガイド２８が配備される。同開口側ガイド２８はタンク用枠台１６に支持される。特に、上開口１９の周縁部近傍で比較的周速の大きい部分に返り砂を投入するように配設され、これにより、比較的低速回転（例えば、２〜３ｒｐｍ）する本体２１の上開口１９内に投入される返り砂の破壊が促進されるようにしている。
【００１７】
なお、円筒部２１１の上開口１９近傍の内壁面には複数の突起部材２９が一体的に取り付けられており、これによっても開口側ガイド２８から投入された返り砂が衝突して破壊が促進されるようにしている。
環状レール２６は本体２１の重量（例えば、砂総量を含み、約６０ｔ）を全て受けて、これを軸受け装置２２を介してタンク用枠台１６に伝達するものであり、上下方向の剛性強化のため、円筒部２１１の外壁面ｆとの間に複数の補強リブ３１を溶接している。
【００１８】
図１、２に示すように、円筒部２１１の外周壁に一体結合される上下のリング状チェーン２７はその内端部を外壁面ｆに当接した状態で上下より各リング状チェーン２７を挟む状態で複数の結合ブラケット３２を介し円筒部２１１にボルト止めされている。上下の結合ブラケット３２は上下対象の構造を成し、円筒部２１１にボルト３５より締結される基部３２１と、リング状チェーン２７のチェーン単片３４に重なる延出部３２２と、延出部の先端より屈曲してほぼチェーン単片３４の厚さ分だけ突き出たフック３２３とから成る。基部３２１を外周壁に締結するボルト３５は円筒部２１１を貫通するボルトでよいが、外壁面に溶接される不図示のウエルドボルトでも良い。
【００１９】
本体２１の低部２１２の排出口７には本体２１内部の貯留室２４より適時に鋳物砂を排出させる排出手段２５が配備される。
図３（ａ）（ｂ）に示すように、排出手段２５は排出口７の周縁部に溶接される水平に突出し、環状の下向きフランジ３６と、下向きフランジ３６の外周端に相対回転可能に噛み合う環状噛合い部４０と、環状噛合い部４０に一体結合される左右１対のガイドレール３８と、ガイドレール３８に摺動可能に支持され、水平方向に摺動することで排出口７を開閉する排出蓋３７と、排出蓋３７をガイドレール３８に沿って摺動する開閉用アクチュエータ３９とを備える。
【００２０】
ここで、本体２１側の下向きフランジ３６は回転中心線Ｌｏ回りに回動するが、これに噛み合う環状噛合い部４０、ガイドレール３８及び開閉用アクチュエータ３９側はタンク用枠台１６に取付部材１６ａ（図１参照）を介して固定支持される。なお、開閉用アクチュエータ３９はエアシリンダであり、開閉弁４１を介してエア源４２に連結される。開閉弁４１はスイッチ回路４３により開閉駆動される。
【００２１】
軸受け装置２２は環状レール２６の周方向に複数分散配設され、それぞれの軸受け装置２２は環状レール２６の下面に当接する下ローラ４４と、環状レール２６の外周縁に当接するサイドローラ４５と、下ローラ４４の下軸受け４６と、サイドローラ４５のサイド軸受け４７とを備える。
【００２２】
下軸受け４６は下ローラ４４をピン結合すると共に下向き基部４６１がタンク用枠台１６のブラケット４８１に一体結合される。サイド軸受け装置２２はサイドローラ４５をピン結合すると共に横向き基部がタンク用枠台１６のブラケット４８２に一体結合される。ここで、複数の下ローラ４４は環状レール２６の周方向に複数分散配設されて、下方より当接し、本体側の荷重を分散支持すると共に本体２１の回転中心線Ｌｏ回りの回転を許容する。複数のサイドローラ４５は環状レール２６の周方向に複数分散配設されて、外周縁に側方より当接し、本体２１側の回転中心線Ｌｏからの水平方向のずれを回転可能な状態で規制する。このような軸受け装置２２は、本体２１の排出口７と上開口１９の各中心点間を結ぶ垂線である回転中心線Ｌｏ回りに回転自在にタンク用枠台１６に支持し、そのずれを確実に防止できる。
【００２３】
本体２１を回転中心線Ｌｏ回りに回転させる回転駆動手段２３はタンク用枠台１６に枢着されたスプロケット軸体４９と、タンク用枠台１６に支持され、駆動制御装置５１に制御されるモータ５２と、モータ５２側の回転をスプロケット軸体４９に伝達するチェーン駆動系５３とを備える。
【００２４】
スプロケット軸体４９は円筒部２１１の外周壁の上下のリング状チェーン２７に噛合う上下スプロケット４９１とそれらを一体結合する回転軸４９２と、回転軸４９２の中央に一体結合される駆動スプロケット５１とを備え、回転軸４９２の上下端が上下軸受け５２を介してタンク用枠台１６側に枢着される。チェーン駆動系５３はモータ側の減速機５４と、減速機５４の出力スプロケット５５と駆動スプロケット５１とに巻き掛けされたエンドレスチェーン５６とで形成される。
【００２５】
鋳物砂搬送手段６は鋳物砂をレール５７に沿って移動、停止するキャリア５８を備え、排出口７の直下の供給位置（図１の実線位置）において、キャリア５８が熟成用砂タンク４で熟成された鋳物砂の供給を受け、不図示の送り装置の働きで鋳型形成工程５に搬送する。
【００２６】
このような鋳物砂再生装置Ｍは、操業時において、再成炉１が返り砂を所定の作業サイクルに沿って焙焼し、排出水冷却装置２側に排出する。水冷却装置２の下部コンベア９は焙焼済みの返り砂を受取り、搬送中の返り砂に複数のスプレーノズル１２より散水し、高温の返り砂を冷却し、バケットエレベータ８の下側受取り部Ｓ１に搬送する。バケットエレベータ８は、下側受取り部Ｓ１より上側受け渡し部Ｓ２に自然冷却しつつ搬送した返り砂をエレベータ側ガイド１８、上部コンベア１７を介して熟成用砂タンク４の上開口１９に搬送して投入する。
【００２７】
熟成用砂タンク４の本体２１は駆動制御手段５１がモータ５２を駆動することで、減速機５４、チェーン駆動系５３、スプロケット軸体４９を介し、リング状チェーン２７と一体の本体２１を回転中心線Ｌｏ回りに所定の回転速度で回転させている。
本体２１に投入された返り砂は一部がブロック化していても、比較的周速の大きい上開口１９の周縁部近傍に返り砂を投入することにより、返り砂の破壊を促進し、しかも、上開口１９近傍の内壁面の突起部材２９に当接することでも、返り砂の破壊が促進されるようにしている。
本体２１内上部の返り砂は貯留室Ｒ内を排出口７側に徐々に移動する間に熟成され鋳物砂に再成される。
【００２８】
貯留室Ｒ内を排出口７側に移動する鋳物砂は水分を含むことで本体２１の内壁面に付着し易いが、ここでは本体２１の回転中心線Ｌｏ回りの回転移動により、貯留室Ｒ内の鋳物砂に回転振動や砂相互間の相対的なずれ力を受け内壁面への付着は抑制される。このため、内壁面に鋳物砂が付着することで、貯留室Ｒの実質的な容量が低減することを確実に防止でき、これにより、鋳物砂の熟成時間が短縮されることによる熟成砂の品質不安定及び劣化から鋳造不良が発生するということを確実に防止できる。
【００２９】
排出手段２５は不図示のメイン制御手段からの排出指令をスイッチ回路４３が受けている間に開閉弁４１が開作動し、開閉用アクチュエータ３９を介して排出蓋３７が閉位置Ｐ０より開位置Ｐ１に移動する。排出口７の開放の間に排出口７近傍の鋳物砂が下方に排出され、キャリア５８に堆積する。この排出蓋３７の開放期間はキャリア５８の容積に応じて適宜設定される。
【００３０】
鋳物砂搬送手段６は排出口７の開放期間以上の積み込み期間の間キャリア５８を供給位置（図１の実線位置）に停止させ、積み込み期間経過後に、鋳物砂をレール５７に沿って移動させ、鋳型形成工程５に搬送することとなる。
このように、鋳物砂再生装置Ｍでは、熟成用砂タンク４（砂熟成用手段）の本体２１を回転駆動手段２３で回転中心線Ｌｏ回りに常時回転させるので、本体２１の貯留室Ｒの内壁に鋳物砂が付着することを排除できる。
このため、貯留室Ｒの内壁に付着する砂が貯留室Ｒの容積を狭め、容量の低減を防止するので、容量低減による熟成時間の短縮を防止でき、熟成時間の短縮で生じる熟成砂品質不安定および劣化からの鋳造不良の発生を防止できる。
【００３１】
更に、図１の鋳物砂再生装置Ｍでは、比較的大容積で大重量の熟成用砂タンク４（砂熟成用手段）にモータ５２の回転をチェーン駆動系５３を介して伝達するという構成を採るので、モータ５２と熟成用砂タンク４（砂熟成用手段）の相対位置のずれを吸収することが容易であり、回転駆動手段２３の簡素化、低コスト化を図れ、高減速比を確保することも容易となり、砂熟成用手段の回転駆動手段として最適である。
【００３２】
特に、ここでの回転駆動手段２３は、熟成用砂タンク４（砂熟成用手段）の本体２１の外周壁に上下のリング状チェーン２７を一体的に結合させ、これにスプロケット軸体４９、チェーン駆動系５３、減速機５４を介してモータ５２の回転を伝達する構成を採るので、上下の入手の容易なリング状チェーン２７を有効利用でき、装置の簡素化、低コスト化を容易に図ることができる。
【００３３】
なお、場合により、図４に示すように、リング状チェーン２７に代えて、熟成用砂タンク４（砂熟成用手段）の本体２１の外周壁にリング上の大径スプロケット６１を溶接し、タンク用枠台１６側のモータ５２に接続される減速機５４の出力軸５４１に小径スプロケット６２を取付け、両スプロケット６１、６２間にエンドレスチェーン６３を巻き掛けるという構成の回転駆動手段２３ａを採用しても良い。この回転駆動手段２３ａも、チェーン・スプロケット系を有効利用でき、特に構成の簡素化を図れ、低コスト化を図ることができる。
【００３４】
上述のところにおいて、排出手段２５は排出指令をスイッチ回路４３が受けた際に開閉用アクチュエータ３９を介して排出蓋３７を開閉操作しているが、この開閉用アクチュエータ３９を排除し、排出蓋３７の開閉操作を手動で行なうようにしてもよく、この場合、装置の簡素化を図れる。
鋳物砂再生装置は、鋳込み〜鋳ばらし工程後に回収する返り砂を冷却、熟成して鋳造砂に再生でき、砂鋳型を用いる多種の鋳物工場における鋳造ラインに幅広く適用できる。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、貯留室の内壁に付着する砂を排除するため、中心線回りに回転可能な前記砂熟成用手段を回転駆動手段で回転させるので、貯留室の内壁に付着する砂が貯留室の容積を狭め容量の低減を防止するので、容量低減による熟成時間の短縮を防止でき、熟成時間の短縮で生じる熟成砂品質不安定および劣化からの鋳造不良の発生を防止できる。
【００３６】
請求項２の発明は、比較的大容積で大重量の砂熟成用手段にモータ回転をチェーンを介して伝達するという構成を採るので、モータと砂熟成用手段の相対位置のずれを吸収することが容易であり、回転駆動手段の簡素化、低コスト化を図れ、高減速比を確保することも容易となり、砂熟成用手段の回転駆動手段として最適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての鋳物砂再生装置の概略構成図である。
【図２】図１の鋳物砂再生装置の回転駆動手段で用いるリング状チェーンの取付部を示し、  （ａ）は部分切欠拡大断面図、（ｂ）は部分切欠拡大平面図である。
【図３】図１の鋳物砂再生装置の排出手段の要部を示し、（ａ）は部分切欠側断面図、（ｂ）は部分切欠平断面である。
【図４】図１の鋳物砂再生装置で用いる熟成用砂タンク及び回転駆動手段の概略構成図である。
【符号の説明】
１        鋳ばらし装置
２        水冷却装置（冷却手段）
３        搬送装置
４        熟成用砂タンク（サンドサイロー）
５        鋳型形成工程
６        鋳物砂搬送手段
７        排出口
１６      タンク用枠台（基枠側）
２３      回転駆動手段
Ｌｏ      回転中心線
Ｍ        鋳物砂再生装置
Ｒ        貯留室
【図１】
2005046863.tif 000003
【図２】
2005046863.tif 000004
【図３】
2005046863.tif 000005
【図４】
2005046863.tif 000006